《嵌入式课程设计90827(9页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《嵌入式课程设计90827(9页).doc（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、-嵌入式课程设计90827-第 9 页嵌入式课程设计学院：计算机与通信工程学院 专业：物联网工程 班级： 物联1501 姓名： 王强 学号：41501602 实验日期： 2017年 12月 25日 实验名称：嵌入式课程设计实验目的：以STC89开发板为硬件平台， 开发温度采集、动态数码管显示、按键响应、与PC串口通讯的综合程序，实现以下功能：1）PC上的串口调试助手通过串口给STC89开发板发送“GetTemp”命令。2）STC89开发板从串口接收到“GetTemp”命令后启动温度传感器DS18B20的测温程序获取当前温度，测试完成时将所测得温度数据显示在动态数码管上。(动态数码管在温度获取之
2、前应该显示“FFFFFFFF”， 只有在获取温度后才显示温度值)3）动态数码管显示出温度数据后， 请通过按键触发STC89开发板通过串口回送步骤2所测的温度数据给PC上串口调试助手，同时恢复动态数码管显示为“FFFFFFFF”C。硬件电路说明： 1）STC89处理器管脚和晶振电路2）独立按键独立按键一共5个，分别连接在单片机的P3.0到P3.4口。去抖动的方式，我们采用软件延时的方法。过程如下：先设置IO口为高电平（一般上电默认就为高），读取IO口电平确认是否有按键按下，如有IO电平为低电平后，延时几个ms，再读取该IO电平，如果任然为低电平，说明对应按键按下，执行相应按键的程序。3）DS18
3、B20温度传感器部分DS18B20内部的低温度系数振荡器是一个振荡频率随温度变化很小的振荡器，为计数器1提供一频率稳定的计数脉冲。高温度系数振荡器是一个振荡频率对温度很敏感的振荡器，为计数器2提供一个频率随温度变化的计数脉冲。初始时，温度寄存器被预置成-55，每当计数器1从预置数开始减计数到0时，温度寄存器中寄存的温度值就增加1，这个过程重复进行，直到计数器2计数到0时便停止。初始时，计数器1预置的是与-55相对应的一个预置值。以后计数器1每一个循环的预置数都由斜率累加器提供。为了补偿振荡器温度特性的非线性性，斜率累加器提供的预置数也随温度相应变化。计数器1的预置数也就是在给定温度处使温度寄存
4、器寄存值增加1计数器所需要的计数个数。DS18B20内部的比较器以四舍五入的量化方式确定温度寄存器的最低有效位。在计数器2停止计数后，比较器将计数器1中的计数剩余值转换为温度值后与0.25进行比较，若低于0.25，温度寄存器的最低位就置0；若高于0.25，最低位就置1；若高于0.75时，温度寄存器的最低位就进位然后置0。这样，经过比较后所得的温度寄存器的值就是最终读取的温度值了，其最后位代表0.5，四舍五入最大量化误差为1/2LSB，即0.25。温度寄存器中的温度值以9位数据格式表示，最高位为符号位，其余8位以二进制补码形式表示温度值。测温结束时，这9位数据转存到暂存存储器的前两个字节中，符号
5、位占用第一字节，8位温度数据占据第二字节。DS18B20测量温度时使用特有的温度测量技术。DS18B20内部的低温度系数振荡器能产生稳定的频率信号；同样的，高温度系数振荡器则将被测温度转换成频率信号。当计数门打开时，DS18B20进行计数，计数门开通时间由高温度系数振荡器决定。芯片内部还有斜率累加器，可对频率的非线性度加以补偿。测量结果存入温度寄存器中。一般情况下的温度值应该为9位，但因符号位扩展成高8位，所以最后以16位补码形式读出。电路图及管脚如下：4）串口通信串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送，此时只需要一条数据线，外加一条公共信号地线和若干控制信号线。因为一
6、次只能传送一位，所以对于一个字节的数据，至少要分S位才能传送完毕。串行通信的必要过程是:发送时，要把并行数据变成串行数据发送到线路上去，接收时，要把串行信号再变成并行数据，这样才能被计算机及其他设备处理。在串行通信中，收、发双方对发送或接收数据的速率要有约定。通过编程可对单片机串行口设定为4种工作方式，其中方式0和方式2的波特率是固定的，而方式1和方式3的波特率是可变的，由定时器T1的溢出率来决定。串行口的4种工作方式对应三种波特率。由于输入的移位时钟的来源不同，所以各种方式的波特率计算公式也不相同，以下是4种方式波特率的计算公式。开发板的电路图如下图5）动态数码管显示数码管的显示原理是靠点亮
7、内部的发光二极管来发光，下面就来我们讲解一个数码管是如何亮起来的。数码管内部电路如下图所示，从右图可看出，一位数码管的引脚是10个，显示一个8字需要7个小段，另外还有一个小数点，所以其内部一共有8个小的发光二极管，最后还有一个公共端，生产商为了封装统一，单位数码管都封装10个引脚，其中第3和第8引脚是连接在一起的。而它们的公共端又可分为共阳极和共阴极，中间图为共阴极内部原理图，右图为共阳极内部原理图。上图展出了常用的两种数码管的引脚排列和内部结构。总所周知，点亮发光二极管就是要给予它足够大的正向压降。所以点亮数码管其实也就是给它内部相应的发光二极管正向压降。如上图左（一共a、b、c、d、e、f
8、、g、DP 八段），如果要显示“1”则要点亮b、c 两段LED；显示“A”则点亮a、b、c、e、f、g 这六段LED； 动态显示是多个数码管，交替显示，利用人的视觉暂停作用使人看到多个数码管同时显示的效果。完整程序代码：主程序文件：# /引用头文件，包括一些有关温度传感器的函数#includereg51.h /引用头文件，说明引脚地址#define GPIO_DIG P0 /将P0端口定义为GPIO_DIG#define GPIO_LED P2 /将P2端口定义为GPIO_LEDsbit LSA=P22; /位选，P22定义为LSAsbit LSB=P23; /同上位选定义变量sbit LSC
9、=P24; /同上位选定义变量sbit K3=P32; /位选，P32定义为K3按键unsigned int disp8=0x71,0x71,0x71,0x71,0x71,0x71,0x71,0x71;/显示FFFFFFFFunsigned char code DIG_CODE10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/0、1、2、3、4、5、6、7、8、9的显示码unsigned char check17=0,0,0,0,0,0,0; /用来存放串口通信传送字符unsigned char check27=G,e,t,T,e,m,
10、p; /用来比较串口通信传送字符unsigned char message17=4,1,5,0,1,6,0,2,:,0,0,0,0,0,0,0,0;/显示学号为41501602：unsigned char DisplayData8;/用来存放要显示的8位数的值unsigned char KeyValue=0;/是否按下独立按键的标志位void DigDisplay(); /动态数码管显示函数void UsartConfiguration();/串口设置函数void LcdDisplay(int); /数码管显示读取到的温度void IntConfiguration(); /设置外部中断void
11、 Delay(unsigned int n);/延时函数void Timer0Configuration();/定时器初始设置void CheckMessage(char m);/逐字检查串口通信字符是否正确unsigned int flag=0;/数码管显示标志位unsigned int j=0;/用于CheckMessage逐字检查发送字符unsigned char Num=0;/动态数码管位选主函数模块void main() /主函数unsigned int i;IntConfiguration(); /初始化外部中断设置UsartConfiguration(); /初始化串口设置Tim
12、er0Configuration(); /初始化定时器设置while(1)if(flag=1) /当flag为1时数码管直接显示当前温度LcdDisplay(Ds18b20ReadTemp(); /调用温度传感器函数并在数码管显示温度if(flag=0) /当flag为0时数码管显示FFFFFFFFfor(i=0;i0;n-) for(b=1;b0;b-) for(a=22;a0;a-);void Int0()interrupt 0/外部中断0的中断函数 K3按键中断unsigned int k=0;Delay(1); /延时消抖if(K3=0)/如果K3按键被按下的话，动态数码管就显示FFF
13、FFFFFKeyValue=1;flag=0;for(k=0;k7)Num=0;void Timer0Configuration() /定时器初始设置TMOD=0X20;/选择为定时器模式，工作方式2，仅用TRX打开启动。TH0=0X9C;/给定时器赋初值，定时100usTL0=0X9C;ET0=1;/打开定时器0中断允许EA=1;/打开总中断TR0=1;/打开定时器温度传感器DS18B20模块void LcdDisplay(int temp) /数码管显示读取到的温度 unsigned char datas = 0, 0, 0, 0, 0; /定义数组float tp; if(temp0;y
14、-)for(x=110;x0;x-);* 函数名 : Ds18b20Init* 函数功能 : 初始化* 输入 : 无* 输出 : 初始化成功返回1，失败返回0unsigned char Ds18b20Init()unsigned int i;DSPORT=0; /将总线拉低480us960usi=70;while(i-);/延时642usDSPORT=1;/然后拉高总线，如果DS18B20做出反应会将在15us60us后总线拉低i=0;while(DSPORT)/等待DS18B20拉低总线i+;if(i5000)/等待5MSreturn 0;/初始化失败return 1;/初始化成功* 函数名
15、 : Ds18b20WriteByte* 函数功能 : 向18B20写入一个字节* 输入 : com* 输出 : 无void Ds18b20WriteByte(unsigned char dat)unsigned int i,j;for(j=0;j=1;* 函数名 : Ds18b20ReadByte* 函数功能 : 读取一个字节* 输入 : com* 输出 : 无unsigned char Ds18b20ReadByte()unsigned char byte,bi;unsigned int i,j;for(j=8;j0;j-)DSPORT=0;/先将总线拉低1usi+;DSPORT=1;/然
16、后释放总线i+;i+;/延时6us等待数据稳定bi=DSPORT; /读取数据，从最低位开始读取/*将byte左移一位，然后与上右移7位后的bi，注意移动之后移掉那位补0。*/byte=(byte1)|(bi7); i=4;/读取完之后等待48us再接着读取下一个数while(i-);return byte;* 函数名 : Ds18b20ChangTemp* 函数功能 : 让18b20开始转换温度* 输入 : com* 输出 : 无void Ds18b20ChangTemp()Ds18b20Init();Delay1ms(1);Ds18b20WriteByte(0xcc);/跳过ROM操作命令
17、 Ds18b20WriteByte(0x44); /温度转换命令/Delay1ms(100);/等待转换成功，而如果你是一直刷着的话，就不用这个延时了* 函数名 : Ds18b20ReadTempCom* 函数功能 : 发送读取温度命令* 输入 : com* 输出 : 无void Ds18b20ReadTempCom()Ds18b20Init();Delay1ms(1);Ds18b20WriteByte(0xcc); /跳过ROM操作命令Ds18b20WriteByte(0xbe); /发送读取温度命令* 函数名 : Ds18b20ReadTemp* 函数功能 : 读取温度* 输入 : com
18、* 输出 : 无int Ds18b20ReadTemp()int temp=0;unsigned char tmh,tml;Ds18b20ChangTemp(); /先写入转换命令Ds18b20ReadTempCom();/然后等待转换完后发送读取温度命令tml=Ds18b20ReadByte();/读取温度值共16位，先读低字节tmh=Ds18b20ReadByte();/再读高字节temp=tmh;temp=8;temp|=tml;return temp;实验效果：1）在给开发板发送“GetTemp”命令之前，动态数码管显示“FFFFFFFF”：2）用串口调试助手通过串口给开发板发送“GetTemp”命令之后，动态数码管显示当前温度：3）按下K3按键后动态数码管再次显示“FFFFFFFF”，而此时串口调试助手显示我的学号41501602加当前温度：41501602：23.94C